JPH11204467A - Semiconductor production apparatus and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
Semiconductor production apparatus and method for manufacturing semiconductor deviceInfo
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- JPH11204467A JPH11204467A JP788398A JP788398A JPH11204467A JP H11204467 A JPH11204467 A JP H11204467A JP 788398 A JP788398 A JP 788398A JP 788398 A JP788398 A JP 788398A JP H11204467 A JPH11204467 A JP H11204467A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置お
よび半導体装置の製造方法に関し、特に、微細パターン
が形成された、凹凸を有するウェハ表面に対し、化学的
機械研磨技術によりグローバル平坦化を行うための半導
体製造装置、および前記半導体製造装置を用いた半導体
装置の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus and a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to global flattening by a chemical mechanical polishing technique on a surface of a wafer having a fine pattern and having irregularities. And a method for manufacturing a semiconductor device using the semiconductor manufacturing apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年における半導体装置の設計ルールの
微細化に伴って、より解像度の高いリソグラフィー技術
が要求されている。半導体装置の設計ルールが０．３５
μｍから０．２５μｍ、さらに０．１８μｍに微細化さ
れると、それに対応してステッパの高性能化も必要とな
り、レンズ開口数の増大と光の短波長化が進むため、Ｄ
ＯＦ（Ｄｅｐｔｈ ｏｆ Ｆｏｃｕｓ；焦点深度）が浅
くなる。これにより、デバイス表面に段差が存在する
と、十分な解像度が得られなくなる。2. Description of the Related Art With the recent miniaturization of design rules for semiconductor devices, lithography technology with higher resolution is required. 0.35 semiconductor device design rule
When the size is reduced from μm to 0.25 μm and further to 0.18 μm, the performance of the stepper must be correspondingly increased, and the numerical aperture of the lens is increased and the wavelength of light is shortened.
OF (Depth of Focus) becomes shallow. As a result, if there is a step on the device surface, sufficient resolution cannot be obtained.
【０００３】そこで、ＤＯＦ不足となる微細パターンの
加工においても、高い解像度を得るために、デバイス表
面の凹凸や段差を解消する方法として、化学的機械研磨
（ＣＭＰ）技術が重要視されている。ＣＭＰ技術は、従
来、シリコンウェハの鏡面加工に用いられてきた技術で
あるが、上記の目的でデバイス表面のグローバル平坦化
に応用されたものである。Therefore, even in the processing of a fine pattern having a shortage of DOF, a chemical mechanical polishing (CMP) technique is regarded as important as a method for eliminating irregularities and steps on a device surface in order to obtain high resolution. The CMP technique, which has been conventionally used for mirror finishing of a silicon wafer, has been applied to global flattening of the device surface for the above purpose.
【０００４】図９に、従来のＣＭＰ装置の概略図を示
す。この装置においては、回転可能である研磨プレート
回転軸９１に、表面に研磨パッド９２が接着された研磨
プレート９３が支持されている。研磨パッド９２の上部
には、研磨される被処理基板（ウェハ）９４、および被
処理基板９４を保持するためのキャリア９５ａが設置さ
れている。また、研磨パッド９２上部には、研磨パッド
９２を目立てするためのドレッサ９６が形成されてお
り、ドレッサ９６の金属板にはダイヤ９７等が電着され
ている。FIG. 9 is a schematic view of a conventional CMP apparatus. In this apparatus, a polishing plate 93 having a polishing pad 92 adhered to the surface thereof is supported on a rotatable polishing plate rotation shaft 91. Above the polishing pad 92, a substrate (wafer) 94 to be polished and a carrier 95a for holding the substrate 94 are provided. A dresser 96 for sharpening the polishing pad 92 is formed above the polishing pad 92, and a diamond 97 or the like is electrodeposited on a metal plate of the dresser 96.
【０００５】研磨パッド９２は通常、合成樹脂を素材と
して形成され、乾式発泡系（独立発泡体）と湿式発泡系
（連続発泡体）に大別される。独立発泡系の研磨パッド
の場合は、研磨スラリが研磨パッド内部に浸透しないた
め、研磨スラリは研磨パッドと被処理基板との接触界面
のみに局在する。独立発泡系の研磨パッド中には、ほぼ
真球状の発泡ポアが形成されており、発泡ポアは発泡過
程で生成するガスにより充填されている。独立発泡系の
研磨パッドは、応力や歪みに対して遅延の少ない弾性変
形を示すため、高度な平坦性が要求されるウェハ表面の
ＣＭＰプロセスに用いることが一般化されつつある。The polishing pad 92 is usually made of a synthetic resin, and is roughly classified into a dry foaming system (independent foam) and a wet foaming system (continuous foam). In the case of a closed-foam polishing pad, the polishing slurry does not penetrate into the polishing pad, so that the polishing slurry is localized only at the contact interface between the polishing pad and the substrate to be processed. In the independent foam type polishing pad, a substantially spherical foamed pore is formed, and the foamed pore is filled with a gas generated in a foaming process. Since the independent-foaming polishing pad exhibits elastic deformation with little delay against stress and strain, it is being generally used for a CMP process on a wafer surface which requires a high degree of flatness.
【０００６】一方、連続発泡体の研磨パッドは、押圧に
対する歪み応答に遅延があり、弾性回復も１００％起こ
らないため、使用により常に永久変形が蓄積される。し
かしながら、独立発泡系研磨パッドは、研磨スラリの内
部への浸透がないため、研磨屑や研磨時の反応生成物の
排除が困難であるのに対し、連続発泡体の研磨パッドは
表面での目詰まりが起こりにくいという利点もある。On the other hand, a polishing pad made of a continuous foam has a delay in strain response to pressing and does not cause 100% elastic recovery, so that permanent deformation is always accumulated by use. However, since the independent foam polishing pad does not penetrate into the polishing slurry, it is difficult to remove polishing debris and reaction products during polishing. There is also an advantage that clogging hardly occurs.
【０００７】また、研磨パッドは独立発泡系、連続発泡
系のいずれかのパッドを２層貼り合わせたり、下地とし
てウレタンフォーム層を貼り合わせたりすることによ
り、複層で形成されることもある。[0007] The polishing pad may be formed as a multi-layer by bonding two layers of either an independent foaming type or a continuous foaming type pad or bonding a urethane foam layer as a base.
【０００８】上記のＣＭＰ装置において、研磨スラリ９
０は、研磨スラリ供給装置９８からノズル９９を介し
て、研磨パッド９２上に供給される。研磨スラリ９０に
は、通常、水酸化カリウム（ＫＯＨ）や水酸化アンモニ
ウム（ＮＨ4 ＯＨ）が含有され、研磨粒子としてシリカ
（ＳｉＯ2 ）、セリア（ＣｅＯ2 ）、アルミナ（Ａｌ2
Ｏ3 ）や二酸化マンガン（ＭｎＯ2 ）等が用いられる。In the above CMP apparatus, the polishing slurry 9
0 is supplied onto the polishing pad 92 from the polishing slurry supply device 98 via the nozzle 99. The polishing slurry 90 usually contains potassium hydroxide (KOH) and ammonium hydroxide (NH 4 OH), and contains silica (SiO 2 ), ceria (CeO 2 ), alumina (Al 2
O 3 ) and manganese dioxide (MnO 2 ) are used.
【０００９】この装置で被処理基板９４の研磨を行うに
は、まず、研磨パッド９２をドレッサ９６により研削
（ドレッシング）し、研磨パッド９２の表面に無数の傷
をつけて、いわゆる目立て層を形成する。その後、研磨
プレート回転軸９１およびキャリア回転軸９５ｃを回転
させ、ノズル９９から研磨パッド９２中央部に研磨スラ
リ９０を供給する。これにより、目立て層に研磨スラリ
９０が入り込み、研磨スラリ９０が目立て層に保持され
た状態で、研磨圧力調整機構９５ｄにより被処理基板９
４を研磨パッド９２に押圧する。In order to polish the substrate 94 to be processed by this apparatus, first, the polishing pad 92 is ground (dressed) by a dresser 96, and the surface of the polishing pad 92 is innumerably scratched to form a so-called dressing layer. I do. Thereafter, the polishing plate rotation shaft 91 and the carrier rotation shaft 95c are rotated, and the polishing slurry 90 is supplied from the nozzle 99 to the center of the polishing pad 92. As a result, the polishing slurry 90 enters the dressing layer, and in a state where the polishing slurry 90 is held by the dressing layer, the substrate 9 to be processed 9 is controlled by the polishing pressure adjusting mechanism 95d.
4 is pressed against the polishing pad 92.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のＣＭＰ装置による研磨においては、被処理基板上
に形成された絶縁膜の研磨速度や研磨量が、面内で一定
とならないという問題がある。この問題は、被処理基板
の被研磨面に保持される研磨スラリ量が、面内で一定と
ならないことに起因している。However, in the above-mentioned polishing by the conventional CMP apparatus, there is a problem that the polishing rate and the polishing amount of the insulating film formed on the substrate to be processed are not constant in the plane. . This problem is due to the fact that the amount of polishing slurry held on the surface to be polished of the substrate to be processed is not constant in the surface.
【００１１】被処理基板９４の被研磨面に研磨スラリ９
０を均一に供給するためには、ドレッサ９６による研磨
パッド９２の目立てを行う際、擦傷の深さおよび密度を
適切に調節し、研磨スラリ９０を十分に供給する必要が
ある。しかしながら、研磨パッド９２の目立てを十分に
行っても、研磨プレート回転軸９１を中心とする回転運
動により、被処理基板４中心部で研磨スラリ９０が不足
する等の原因により、被処理基板９４面内の研磨スラリ
量を均一にすることはできない。A polishing slurry 9 is formed on the surface of the substrate 94 to be polished.
In order to uniformly supply 0, when sharpening the polishing pad 92 with the dresser 96, it is necessary to appropriately adjust the depth and density of scratches and sufficiently supply the polishing slurry 90. However, even if the polishing pad 92 is sufficiently sharpened, the surface of the substrate 94 to be processed may be insufficient due to a shortage of the polishing slurry 90 at the center of the substrate 4 due to the rotational movement about the polishing plate rotation shaft 91. It is not possible to make the polishing slurry amount in the inside uniform.
【００１２】また、ＣＭＰ技術においては、研磨スラリ
や研磨パッド等の消耗品コストの削減も課題となってい
る。研磨スラリのリサイクルについて開発がなされてい
るが、現在、ＣＭＰプロセスコストの２５〜４０％を研
磨スラリが占めるともいわれている。したがって、被処
理基板上へ研磨スラリを均一に供給する目的で、被研磨
面へ過度の研磨スラリを供給することはプロセスコスト
上、好ましくない。Further, in the CMP technique, there is also a problem of reducing the cost of consumables such as a polishing slurry and a polishing pad. Although polishing slurry has been developed for recycling, it is said that polishing slurry currently accounts for 25 to 40% of the CMP process cost. Therefore, it is not preferable in terms of process cost to supply excessive polishing slurry to the surface to be polished in order to uniformly supply the polishing slurry onto the substrate to be processed.
【００１３】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
のであり、したがって本発明は、ウェハのＣＭＰ技術に
おいて、研磨パッドを研削して研磨スラリを保持させる
従来の方法を用いずに、ウェハ中央部の研磨速度の低下
を防ぎ、ウェハ全面の均一性を改善する半導体製造装置
および半導体装置の製造方法を提供することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and therefore, the present invention provides a method for CMP of a wafer without using a conventional method for grinding a polishing pad to hold a polishing slurry. An object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing apparatus and a method of manufacturing a semiconductor device, which prevent a reduction in a polishing rate at a central portion and improve uniformity over the entire surface of a wafer.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の半導体製造装置は、表面段差を有する半導
体基板表面に対して機械的研磨を行う研磨パッドと、前
記半導体基板表面に対して化学的研磨を行う溶液を供給
する装置とを少なくとも有する半導体製造装置におい
て、前記研磨パッドは、前記半導体基板より硬度の高い
粒子が配合されていることを特徴とする。To achieve the above object, a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention comprises: a polishing pad for mechanically polishing a surface of a semiconductor substrate having a surface step; And a device for supplying a solution for performing chemical polishing by using a polishing pad, wherein the polishing pad contains particles having a higher hardness than the semiconductor substrate.
【００１５】これにより、研磨パッドにあらかじめ配合
されている硬度の高い粒子が、酸化膜などが形成されて
いる被処理基板の極表面に、微細な擦傷（スクラッチ）
をつけるため、被処理基板の実効的な表面積が増大し、
溶液との反応が速やかに進行する。さらに、研磨パッド
による機械的研磨を行うことにより、被処理基板表面を
平坦化することができる。As a result, particles having a high hardness previously incorporated in the polishing pad cause minute scratches on the very surface of the substrate on which the oxide film or the like is formed.
To increase the effective surface area of the substrate to be processed,
The reaction with the solution proceeds rapidly. Further, by performing mechanical polishing using a polishing pad, the surface of the substrate to be processed can be planarized.
【００１６】本発明の半導体製造装置は、好適には、前
記半導体基板に供給される前記溶液は、フッ酸溶液であ
ることを特徴とする。これにより、通常、被処理基板の
表面に形成されているシリコン酸化物からなる絶縁膜
を、効率よく溶解して平坦化を行うことができる。ま
た、フッ酸溶液を用いることにより金属シリサイドに対
しても研磨による平坦化を行うことができる。また、フ
ッ酸溶液をフッ酸硝酸混合溶液とすることにより、多結
晶シリコンやタングステンに対しても本発明の化学的機
械研磨を適用することができる。In the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, preferably, the solution supplied to the semiconductor substrate is a hydrofluoric acid solution. Thus, the insulating film made of silicon oxide formed on the surface of the substrate to be processed can be efficiently dissolved and planarized. In addition, by using a hydrofluoric acid solution, metal silicide can be planarized by polishing. Further, by using a hydrofluoric acid / nitric acid mixed solution as the hydrofluoric acid solution, the chemical mechanical polishing of the present invention can be applied to polycrystalline silicon and tungsten.
【００１７】また、本発明の半導体製造装置は、好適に
は、前記研磨パッドに配合される硬度の高い粒子は、シ
リカ系粒子、セリア系粒子、アルミナ系粒子、マンガン
系粒子またはダイヤ粒子であることを特徴とする。さら
に、本発明の半導体製造装置は、好適には、前記研磨パ
ッドは、発泡性材料からなり、前記研磨パッドに配合さ
れる粒子よりも相対的に硬度が低いことを特徴とする。In the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention, preferably, the high hardness particles to be blended in the polishing pad are silica particles, ceria particles, alumina particles, manganese particles or diamond particles. It is characterized by the following. Further, the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention is preferably characterized in that the polishing pad is made of a foamable material, and has relatively lower hardness than particles mixed in the polishing pad.
【００１８】これにより、被処理基板を研磨パッドで研
磨する際に、上記の各粒子により被処理基板に擦傷を与
えることが可能となり、被処理基板の極表面に破砕層が
形成される。したがって、フッ酸等の溶液が破砕層に浸
透し、研磨を速やかに行うことが可能となる。Thus, when the substrate to be processed is polished with the polishing pad, the above-mentioned particles can scratch the substrate to be processed, and a crushed layer is formed on the very surface of the substrate to be processed. Therefore, a solution such as hydrofluoric acid permeates the crushed layer, and the polishing can be performed quickly.
【００１９】本発明の半導体製造装置は、好適には、前
記研磨パッドに配合される硬度の高い粒子は、前記研磨
パッドの中央部において最も高濃度に配合され、外周部
分では低濃度で配合されていることを特徴とする。これ
により、従来のＣＭＰ装置で生じる、被処理基板上の研
磨スラリ量が面内で均一にならない問題が改善される。In the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention, preferably, the particles having a high hardness blended in the polishing pad are blended at the highest concentration in the central portion of the polishing pad and blended at a low concentration in the outer peripheral portion. It is characterized by having. This solves the problem that the amount of polishing slurry on the substrate to be processed is not uniform in the plane, which occurs in the conventional CMP apparatus.
【００２０】従来のＣＭＰ装置においては、研磨プレー
ト回転軸を中心とする回転運動により、供給された研磨
スラリが外周部分に移行するため、被処理基板中央部に
おいて研磨スラリが不足し、十分な平坦化を行うことが
できない。一方、本発明の研磨パッドは、研磨パッドに
配合される粒子の濃度勾配があるため、研磨プレート回
転軸を中心とする回転運動によっても、面内のエッチン
グレートを均一にすることができる。In the conventional CMP apparatus, since the supplied polishing slurry is transferred to the outer peripheral portion by the rotational movement about the polishing plate rotation axis, the polishing slurry is insufficient in the central portion of the substrate to be processed, and the polishing slurry is sufficiently flat. Can not be done. On the other hand, since the polishing pad of the present invention has a concentration gradient of particles mixed in the polishing pad, the in-plane etching rate can be made uniform even by the rotational movement about the rotation axis of the polishing plate.
【００２１】本発明の半導体製造装置は、表面段差を有
する半導体基板表面に対して機械的研磨を行う研磨パッ
ドと、前記半導体基板表面に対して化学的研磨を行う溶
液を供給する装置とを少なくとも有する半導体製造装置
において、前記研磨パッドは、前記半導体基板より硬度
の高い材質からなり、表面に粗面化処理が施されている
ことを特徴とする。The semiconductor manufacturing apparatus of the present invention comprises at least a polishing pad for mechanically polishing a semiconductor substrate surface having a surface step, and an apparatus for supplying a solution for chemically polishing the semiconductor substrate surface. The polishing pad is made of a material having a higher hardness than the semiconductor substrate, and has a surface subjected to a roughening treatment.
【００２２】これにより、従来のＣＭＰ装置で生じる、
被処理基板上の研磨スラリ量が面内で均一にならない問
題が改善される。従来のＣＭＰ装置においては、研磨プ
レート回転軸を中心とする回転運動により、被処理基板
中央部において研磨スラリが不足し、十分な平坦化を行
うことができない。一方、本発明の研磨パッドは、あら
かじめ表面が粗面化された研磨パッドを用いて研磨を行
うため、研磨プレート回転軸を中心とする回転運動によ
っても、面内のエッチングレートを均一にすることがで
きる。As a result, a conventional CMP apparatus generates
The problem that the amount of the polishing slurry on the substrate to be processed is not uniform in the plane is improved. In a conventional CMP apparatus, a polishing slurry is insufficient at a central portion of a substrate to be processed due to a rotational movement about a polishing plate rotation axis, and sufficient planarization cannot be performed. On the other hand, since the polishing pad of the present invention performs polishing using a polishing pad whose surface has been roughened in advance, the in-plane etching rate can be made uniform even by rotational movement about the polishing plate rotation axis. Can be.
【００２３】本発明の半導体製造装置は、好適には、前
記半導体基板に供給される前記溶液は、フッ酸溶液であ
ることを特徴とする。これにより、通常、被処理基板の
表面に形成されているシリコン酸化物からなる絶縁膜
を、効率よく溶解して平坦化を行うことができる。ま
た、フッ酸溶液を用いることにより金属シリサイドに対
しても研磨による平坦化を行うことができる。また、フ
ッ酸溶液をフッ酸硝酸混合溶液とすることにより、多結
晶シリコンやタングステンに対しても本発明の化学的機
械研磨を適用することができる。The semiconductor manufacturing apparatus of the present invention is preferably characterized in that the solution supplied to the semiconductor substrate is a hydrofluoric acid solution. Thus, the insulating film made of silicon oxide formed on the surface of the substrate to be processed can be efficiently dissolved and planarized. In addition, by using a hydrofluoric acid solution, metal silicide can be planarized by polishing. Further, by using a hydrofluoric acid / nitric acid mixed solution as the hydrofluoric acid solution, the chemical mechanical polishing of the present invention can be applied to polycrystalline silicon and tungsten.
【００２４】上記の目的を達成するため、本発明の半導
体装置の製造方法は、表面段差を有する半導体基板表面
に、前記半導体基板より硬度の高い粒子が配合された研
磨パッドを押圧する工程と、前記半導体基板表面と化学
的に反応する溶液を供給して、前記半導体基板を可溶化
する工程と、前記研磨パッドによる機械的研磨により前
記半導体基板表面の平坦化を行う工程とを少なくとも有
することを特徴とする。In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises the steps of: pressing a polishing pad containing particles having a higher hardness than the semiconductor substrate on the surface of the semiconductor substrate having a surface step; Supplying a solution that chemically reacts with the semiconductor substrate surface, solubilizing the semiconductor substrate, and at least having a step of flattening the semiconductor substrate surface by mechanical polishing with the polishing pad. Features.
【００２５】本発明の半導体装置の製造方法は、好適に
は、前記半導体基板に供給される前記溶液は、フッ酸溶
液であることを特徴とする。本発明の半導体装置の製造
方法は、好適には、前記半導体基板表面と化学的に反応
する溶液を供給して、前記半導体基板を可溶化する工程
は、前記研磨パッドによる機械的研磨工程の前もしくは
後、または前後に行うことを特徴とする。In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, preferably, the solution supplied to the semiconductor substrate is a hydrofluoric acid solution. In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, preferably, the step of supplying a solution that chemically reacts with the surface of the semiconductor substrate to solubilize the semiconductor substrate is performed before the mechanical polishing step by the polishing pad. Alternatively, it is characterized in that it is performed after or before or after.
【００２６】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記研磨パッドに配合される硬度の高い粒子
は、シリカ系粒子、セリア系粒子、アルミナ系粒子、マ
ンガン系粒子またはダイヤ粒子であることを特徴とす
る。Further, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention
Preferably, the high hardness particles to be mixed into the polishing pad are silica-based particles, ceria-based particles, alumina-based particles, manganese-based particles, or diamond particles.
【００２７】本発明の半導体装置の製造方法は、好適に
は、前記研磨パッドは、発泡性材料からなり、前記研磨
パッドに配合される粒子よりも相対的に硬度が低いこと
を特徴とする。前記研磨パッドに配合される硬度の高い
粒子は、前記研磨パッドの中央部において最も高濃度に
配合され、外周部分では低濃度で配合されていることを
特徴とする。[0027] In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, preferably, the polishing pad is made of a foamable material, and has a relatively lower hardness than particles mixed in the polishing pad. The high hardness particles blended in the polishing pad are blended at the highest concentration at the center of the polishing pad and blended at a low concentration at the outer periphery.
【００２８】これにより、研磨パッドにあらかじめ配合
されている硬度の高い粒子が、酸化膜などが形成されて
いる被処理基板の極表面に、微細な擦傷（スクラッチ）
をつけるため、被処理基板の実効的な表面積が増大し、
溶液との反応が速やかに進行する。さらに、研磨パッド
による機械的研磨を行うことにより、表面が平坦化され
た半導体装置を製造することができる。As a result, particles having a high hardness, which are previously blended in the polishing pad, cause fine scratches on the very surface of the substrate to be processed on which an oxide film or the like is formed.
To increase the effective surface area of the substrate to be processed,
The reaction with the solution proceeds rapidly. Further, by performing mechanical polishing with a polishing pad, a semiconductor device with a planarized surface can be manufactured.
【００２９】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記研磨パッドを用いた機械的研磨工程の
後、前記半導体基板表面と化学的に反応する溶液を供給
して、粒子を含有しない研磨パッドを用いた機械的研磨
により、前記半導体基板表面にさらに平坦化を行うこと
を特徴とする。Further, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention
Preferably, after the mechanical polishing step using the polishing pad, a solution that chemically reacts with the semiconductor substrate surface is supplied, and the semiconductor substrate is subjected to mechanical polishing using a particle-free polishing pad. The surface is further flattened.
【００３０】本発明のＣＭＰ装置を用いた研磨と、従来
のＣＭＰ装置を用いた研磨を組み合わせることにより、
研磨効果を向上させることができる。従来のＣＭＰ装置
による研磨は、被処理基板面内のエッチングレートを均
一に保つのが困難であるが、この場合、僅かに研磨を行
うため、面内における研磨の不均一を回避できる。By combining polishing using the CMP apparatus of the present invention with polishing using a conventional CMP apparatus,
The polishing effect can be improved. It is difficult to maintain a uniform etching rate in the surface of the substrate to be processed by the conventional CMP apparatus. However, in this case, since the polishing is performed slightly, non-uniform polishing in the surface can be avoided.
【００３１】本発明の半導体装置の製造方法は、表面段
差を有する半導体基板表面に、前記半導体基板より十分
に硬度の高い材質からなり、表面に粗面化処理が施され
た研磨パッドを押圧する工程と、前記半導体基板表面と
化学的に反応する溶液を供給して、前記半導体基板を可
溶化する工程と、前記研磨パッドによる機械的研磨によ
り前記半導体基板表面の平坦化を行う工程とを少なくと
も有することを特徴とする。According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a polishing pad made of a material having sufficiently higher hardness than the semiconductor substrate and having a surface roughened is pressed on the surface of the semiconductor substrate having a surface step. A step of supplying a solution that chemically reacts with the surface of the semiconductor substrate to solubilize the semiconductor substrate, and at least a step of planarizing the surface of the semiconductor substrate by mechanical polishing with the polishing pad. It is characterized by having.
【００３２】本発明の半導体装置の製造方法は、好適に
は、前記半導体基板に供給される前記溶液は、フッ酸溶
液であることを特徴とする。本発明の半導体装置の製造
方法は、好適には、前記半導体基板表面と化学的に反応
する溶液を供給して、前記半導体基板を可溶化する工程
は、前記研磨パッドによる機械的研磨工程の前もしくは
後、または前後に行うことを特徴とする。In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, preferably, the solution supplied to the semiconductor substrate is a hydrofluoric acid solution. In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, preferably, the step of supplying a solution that chemically reacts with the surface of the semiconductor substrate to solubilize the semiconductor substrate is performed before the mechanical polishing step by the polishing pad. Alternatively, it is characterized in that it is performed after or before or after.
【００３３】これにより、あらかじめ表面が粗面化され
た研磨パッドが、酸化膜などが形成されている被処理基
板の極表面に、微細な擦傷（スクラッチ）をつけるた
め、被処理基板の実効的な表面積が増大し、溶液との反
応が速やかに進行する。さらに、研磨パッドによる機械
的研磨を行うことにより、表面が平坦化された半導体装
置を製造することができる。As a result, the polishing pad whose surface has been roughened beforehand causes minute scratches on the very surface of the substrate on which an oxide film or the like is formed, so that the effective surface of the substrate to be processed is The surface area increases, and the reaction with the solution proceeds rapidly. Further, by performing mechanical polishing with a polishing pad, a semiconductor device with a planarized surface can be manufactured.
【００３４】本発明の半導体装置の製造方法は、好適に
は、前記研磨パッドを用いた機械的研磨工程の後、前記
半導体基板表面と化学的に反応する溶液を供給して、粒
子を含有しない研磨パッドを用いた機械的研磨により、
前記半導体基板表面にさらに平坦化を行うことを特徴と
する。In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, preferably, after the mechanical polishing step using the polishing pad, a solution that chemically reacts with the surface of the semiconductor substrate is supplied so as to contain no particles. By mechanical polishing using a polishing pad,
The surface of the semiconductor substrate is further planarized.
【００３５】これにより、本発明のＣＭＰ装置を用いた
研磨と、従来のＣＭＰ装置を用いた研磨が組み合わさ
れ、研磨効果を向上させることができる。従来のＣＭＰ
装置による研磨は、被処理基板面内のエッチングレート
を均一に保つのが困難であるが、この場合、僅かに研磨
を行うため、面内における研磨の不均一を回避すること
ができる。Thus, the polishing using the CMP apparatus of the present invention and the polishing using the conventional CMP apparatus are combined, and the polishing effect can be improved. Conventional CMP
In the polishing by the apparatus, it is difficult to keep the etching rate uniform in the surface of the substrate to be processed. In this case, however, since the polishing is performed slightly, non-uniform polishing in the surface can be avoided.
【００３６】[0036]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の半導体製造装置
および半導体装置の製造方法の実施の形態について、図
面を参照して下記に説明する。 （実施形態１）本実施形態は、本発明の、研磨パッド内
に研磨パッドより硬度の高い粒子を混在させたＣＭＰ装
置の例である。図１に、本発明の半導体製造装置を用い
た半導体の製造方法を表す概略図を示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiments of the semiconductor manufacturing apparatus and the semiconductor device manufacturing method of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) This embodiment is an example of a CMP apparatus according to the present invention in which particles having higher hardness than the polishing pad are mixed in the polishing pad. FIG. 1 is a schematic diagram showing a method for manufacturing a semiconductor using the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention.
【００３７】この装置においては、回転可能である研磨
プレート回転軸１１に、表面に研磨パッド１２が接着さ
れた研磨プレート１３が支持されている。研磨パッド１
２中には、研磨パッド１２より硬度の高いシリカ粒子２
０が含有されている。研磨パッド１２の上部には、研磨
される被処理基板１４、および被処理基板１４を保持す
るためのキャリア１５ａが設置されている。In this apparatus, a rotatable polishing plate rotating shaft 11 supports a polishing plate 13 having a surface to which a polishing pad 12 is adhered. Polishing pad 1
2 are silica particles 2 having a higher hardness than the polishing pad 12.
0 is contained. Above the polishing pad 12, a substrate 14 to be polished and a carrier 15a for holding the substrate 14 are provided.
【００３８】キャリア１５ａの被処理基板１４と接する
部分には、被処理基板１４をキャリア１５ａに密着させ
るため、バッキングフィルム１５ｂが貼付してある。バ
ッキングフィルム１５ｂは、通常、シリコン系または合
成ゴム系ラテックスや発泡ポリウレタンからなり、反り
や平坦度のばらつきのある被処理基板１４を裏面で保持
する。A backing film 15b is attached to a portion of the carrier 15a which is in contact with the substrate 14 in order to bring the substrate 14 into close contact with the carrier 15a. The backing film 15b is usually made of silicone-based or synthetic rubber-based latex or polyurethane foam, and holds the substrate to be processed 14 having warpage and unevenness in flatness on the back surface.
【００３９】キャリア１５ａは、キャリア１５ａに装着
されたキャリア回転軸１５ｃにより回転可能であり、キ
ャリア回転軸１５ｃ上部の研磨圧力調整機構１５ｄによ
り押圧を調整されている。The carrier 15a is rotatable by a carrier rotating shaft 15c mounted on the carrier 15a, and the pressure is adjusted by a polishing pressure adjusting mechanism 15d above the carrier rotating shaft 15c.
【００４０】次に、上記の本実施形態の半導体製造装置
の製造方法について説明する。図２〜図５に、本発明の
半導体製造装置に用いる研磨パッドの製造工程を示す。
図６に、本発明の半導体装置の製造方法による、研磨処
理が行われた半導体基板の断面図を示す。Next, a method for manufacturing the semiconductor manufacturing apparatus of the present embodiment will be described. 2 to 5 show steps of manufacturing a polishing pad used in the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a semiconductor substrate that has been subjected to polishing processing by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.
【００４１】図２は、本実施形態のＣＭＰ装置の研磨パ
ッド１２中に分散される、被研磨基板１４の材料よりも
硬度が高い粒子を作製する工程を示す。本実施形態で
は、分散される粒子をシリカ粒子２０とする。密閉され
た内部温度８０℃のシリカ粒子形成用チャンバー２１内
に、酸素供給装置２２から酸素２３が供給される。その
状態で、例えば、モノシラン供給装置２４からシリカ粒
子形成用チャンバー２１内に、モノシランガス２５を噴
射させる。これにより、モノシランが酸素と反応し、粉
末状態のシリカ粒子２０が生成する。FIG. 2 shows a step of producing particles dispersed in the polishing pad 12 of the CMP apparatus of the present embodiment and having hardness higher than the material of the substrate 14 to be polished. In the present embodiment, the particles to be dispersed are silica particles 20. Oxygen 23 is supplied from an oxygen supply device 22 into a sealed silica particle forming chamber 21 having an internal temperature of 80 ° C. In this state, for example, a monosilane gas 25 is injected from the monosilane supply device 24 into the silica particle forming chamber 21. As a result, the monosilane reacts with oxygen, and silica particles 20 in a powder state are generated.
【００４２】次に、図３に示すように、研磨パッドの原
材料として、例えば、ウレタン３０をヒーター３１によ
り、９０℃に維持された容器３２に流し込みながら、上
記のシリカ粒子２０を混ぜ合わせる。ウレタン３０は発
泡されていてもよい。連続発泡体の研磨パッドは、押圧
に対する歪み応答に遅延があり、弾性回復も１００％起
こらないため、本発明の研磨粒子を含有する研磨パッド
には、好適には、独立発泡系研磨パッドを用いる。ウレ
タン３０とシリカ粒子２０との混和には、例えば、混ぜ
合わせ棒３３を用いることもできる。この工程により、
研磨パッド材料３４が作製される。Next, as shown in FIG. 3, as a raw material of the polishing pad, for example, urethane 30 is mixed by a heater 31 into a container 32 maintained at 90.degree. Urethane 30 may be foamed. Since the continuous foam polishing pad has a delay in strain response to pressing and does not cause 100% elastic recovery, a closed-cell polishing pad is preferably used as the polishing pad containing the abrasive particles of the present invention. . For mixing the urethane 30 and the silica particles 20, for example, a mixing rod 33 can be used. By this process,
A polishing pad material 34 is made.
【００４３】次に、図４に示すように、研磨パッド型４
１に、シリカ粒子２０を配合させた上記の研磨パッド材
料３４を、容器３２から注入する。注入後、放置して室
温まで冷却することにより、図５に示す研磨パッド１２
が成形される。研磨パッド１２は、ＣＭＰ装置で使用す
る時の厚さで成形しても、また、厚く成形してから剪断
して使用時の厚さとしてもよい。Next, as shown in FIG.
1, the above-mentioned polishing pad material 34 mixed with the silica particles 20 is poured from the container 32. After the injection, the substrate is allowed to cool down to room temperature, so that the polishing pad 12 shown in FIG.
Is molded. The polishing pad 12 may be formed to have a thickness for use in a CMP apparatus, or may be formed to be thick and then sheared to have a thickness for use.
【００４４】上記の研磨パッド１２には、被処理基板１
４よりも硬度の高い粒子（本実施形態においてはシリカ
粒子２０）が含有されているため、図１に示すようなＣ
ＭＰ装置の研磨パッド１２として使用することができ
る。シリカ粒子２０と被処理基板１４との摩擦により、
図６に断面図を示すように、被処理基板１４の極表面領
域にスクラッチ６１がつけられ、微視的に表面が破砕さ
れる（破砕層６２）。The polishing pad 12 has a substrate 1 to be processed.
1 (silica particles 20 in this embodiment) having a hardness higher than 4
It can be used as a polishing pad 12 of an MP device. By the friction between the silica particles 20 and the substrate to be processed 14,
As shown in the cross-sectional view of FIG. 6, a scratch 61 is applied to the extreme surface region of the substrate to be processed 14, and the surface is microscopically crushed (crushed layer 62).
【００４５】ここで、研磨パッド１２と被処理基板１４
との摩擦面に、フッ酸供給装置１８からフッ酸溶液１０
を、ノズル１９を用いて供給する。これにより、被処理
基板１４は、上記の粗面化処理により表面積が増大して
いるため、フッ酸溶液１０と速やかに反応して除去され
る。Here, the polishing pad 12 and the substrate to be processed 14
The hydrofluoric acid solution 10 from the hydrofluoric acid supply device 18
Is supplied using the nozzle 19. As a result, the surface area of the substrate to be processed 14 is increased by the above-described surface roughening treatment, and thus is quickly reacted with the hydrofluoric acid solution 10 and removed.
【００４６】このフッ酸処理は、研磨パッド１２を回転
させながら行っても、あるいは、回転を停止させて研磨
パッド１２の押圧を解放してから、被処理基板１４のみ
をフッ酸槽に入れて行ってもよい。このフッ酸処理によ
り、被処理基板１４表面につけられた傷（スクラッチ）
は、ほぼ完全に除去することができる。なお、このフッ
酸処理の後、従来のＣＭＰ法等により、仕上げ研磨とし
てわずかに研磨を行うことにより、被処理基板１４表面
の鏡面処理を改善することもできる。This hydrofluoric acid treatment may be performed while rotating the polishing pad 12 or after stopping the rotation to release the pressing of the polishing pad 12 and then placing only the substrate 14 to be processed into the hydrofluoric acid tank. May go. Scratches made on the surface of the substrate to be processed 14 by this hydrofluoric acid treatment
Can be almost completely removed. After the hydrofluoric acid treatment, a slight polishing is performed as a final polishing by a conventional CMP method or the like, so that the mirror surface treatment of the surface of the substrate 14 to be processed can be improved.
【００４７】研磨パッド１２に配合させる研磨粒子の形
状については、本実施形態のシリカ粒子２０の場合は球
状で成形されるが、シリカを破砕して粒子を形成する場
合には、不定形となる。また、チューブから押し出して
焼結する場合は細長い柱状もしくは楕円状となるが、本
発明の研磨パッドにおいては、いずれの形状の粒子も配
合させることができる。また、研磨パッドに配合させる
研磨粒子材料は、本実施形態のシリカに限らず、セリウ
ム等の金属やダイヤ等に変更することもできる。Regarding the shape of the abrasive particles to be blended into the polishing pad 12, the silica particles 20 of the present embodiment are formed into a spherical shape, but when the silica is crushed to form particles, the shape becomes irregular. . When extruded from a tube and sintered, it becomes elongated columnar or elliptical. In the polishing pad of the present invention, particles of any shape can be blended. Further, the abrasive particle material to be blended in the polishing pad is not limited to the silica of the present embodiment, but may be changed to a metal such as cerium, a diamond, or the like.
【００４８】（実施形態２）本実施形態は、本発明の、
十分に硬度の高い材質からなり、表面に粗面化処理が施
された研磨パッド形成方法の例である。図７に、本発明
の半導体製造装置を用いた半導体の製造方法を表す概略
図を示す。(Embodiment 2) The present embodiment relates to
This is an example of a method for forming a polishing pad made of a material having sufficiently high hardness and having a surface roughened. FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a method for manufacturing a semiconductor using the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention.
【００４９】この装置においては、回転可能である研磨
プレート回転軸７１に、表面に研磨パッド７２が接着さ
れた研磨プレート７３が支持されている。研磨パッド７
２は、被処理基板７４に比較して十分に硬度の高い材質
からなり、研磨パッド表面８０には、粗面化処理が施さ
れている。研磨パッド７２の上部には、被処理基板７４
および被処理基板７４を保持するためのキャリア７５ａ
が設置されている。キャリア７５ａの被処理基板７４と
接する部分には、被処理基板７４をキャリア７５ａに密
着させるため、バッキングフィルム７５ｂが貼付してあ
る。In this apparatus, a rotatable polishing plate rotating shaft 71 supports a polishing plate 73 having a surface to which a polishing pad 72 is adhered. Polishing pad 7
Numeral 2 is made of a material having sufficiently higher hardness than the substrate 74 to be processed, and the polishing pad surface 80 is subjected to a surface roughening treatment. A substrate 74 to be processed is provided on the polishing pad 72.
And carrier 75a for holding substrate 74 to be processed
Is installed. A backing film 75b is attached to a portion of the carrier 75a that is in contact with the substrate 74 to adhere the substrate 74 to the carrier 75a.
【００５０】キャリア７５ａは、キャリア７５ａに装着
されたキャリア回転軸７５ｃにより回転可能であり、キ
ャリア回転軸７５ｃ上部の研磨圧力調整機構７５ｄによ
り押圧を調整されている。The carrier 75a is rotatable by a carrier rotating shaft 75c mounted on the carrier 75a, and the pressure is adjusted by a polishing pressure adjusting mechanism 75d above the carrier rotating shaft 75c.
【００５１】図８に、本実施形態のＣＭＰ装置に用いら
れる研磨パッドの断面図を示す。ステンレススチール等
の、被処理基板７４よりも十分に硬度の高い材料を用い
て平面板を形成し、鏡面仕上げをした後、例えば、砂粒
８１を用いたサンドブラスト処理により、上記平面板表
面８０を粗面化する。上記の平面板を研磨パッド７２と
して用い、図７に示すように研磨パッド７２と被処理基
板７４とをそれぞれ回転させ、被処理基板７４の表面を
スクラッチする。FIG. 8 is a sectional view of a polishing pad used in the CMP apparatus of this embodiment. A flat plate is formed using a material having sufficiently higher hardness than the substrate 74 to be processed, such as stainless steel, and after a mirror finish, the flat plate surface 80 is roughened by, for example, sandblasting using sand grains 81. Surface. Using the flat plate as the polishing pad 72, the polishing pad 72 and the substrate 74 are rotated as shown in FIG. 7, and the surface of the substrate 74 is scratched.
【００５２】被処理基板７４の極表面に破砕層を形成し
た後、実施形態１と同様に、フッ酸処理による鏡面処理
を行う。研磨パッド７２と被処理基板７４との摩擦面
に、フッ酸供給装置７６からフッ酸溶液７０を、ノズル
７７を用いて供給する。これにより、被処理基板７４
は、上記の粗面化処理により表面積が増大しているた
め、フッ酸溶液７０と速やかに反応して除去される。フ
ッ酸処理の後、実施形態１と同様に、従来の化学的機械
研磨または機械研磨をわずかに行うことにより、鏡面処
理を改善することもできる。After forming a crushed layer on the extreme surface of the substrate 74 to be processed, a mirror surface treatment by hydrofluoric acid treatment is performed as in the first embodiment. A hydrofluoric acid solution 70 is supplied from a hydrofluoric acid supply device 76 to a friction surface between the polishing pad 72 and the substrate 74 using a nozzle 77. Thereby, the processing target substrate 74
Since the surface area has been increased by the above-mentioned surface roughening treatment, is quickly reacted with the hydrofluoric acid solution 70 to be removed. After the hydrofluoric acid treatment, similar to the first embodiment, the mirror surface treatment can be improved by slightly performing conventional chemical mechanical polishing or mechanical polishing.
【００５３】上記の本発明の実施形態の半導体製造装置
によれば、微細パターンが形成された、凹凸を有するウ
ェハ表面に対し、化学的機械研磨技術によりグローバル
平坦化を行うことができる。本発明の半導体製造装置お
よび半導体装置の製造方法は、上記の実施の形態に限定
されない。例えば、研磨パッド中に配合されるシリカ粒
子をセリア粒子に変更することもできる。その他、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能であ
る。According to the semiconductor manufacturing apparatus of the embodiment of the present invention described above, global flattening can be performed by chemical mechanical polishing on the surface of a wafer having a fine pattern and having irregularities. The semiconductor manufacturing apparatus and the semiconductor device manufacturing method of the present invention are not limited to the above embodiments. For example, the silica particles blended in the polishing pad can be changed to ceria particles. In addition, various changes can be made without departing from the gist of the present invention.
【００５４】[0054]
【発明の効果】本発明の半導体製造装置によれば、被処
理基板上に形成された絶縁膜の研磨速度や研磨量を、被
処理基板全面で均一にすることができるため、研磨パッ
ドを研削して研磨スラリを保持させる従来の研磨方法で
みられるような、被処理基板中央部における研磨速度の
低下を防ぐことができる。したがって、被処理基板全面
の平坦性が向上する。また、本発明の半導体装置の製造
方法によれば、被処理基板上へ研磨スラリを均一に供給
するための、過度な研磨スラリの供給は不要となり、プ
ロセスコスト上も有利である。According to the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, the polishing rate and the polishing amount of the insulating film formed on the substrate to be processed can be made uniform over the entire surface of the substrate to be processed. As a result, it is possible to prevent a reduction in the polishing rate at the central portion of the substrate to be processed, which is seen in the conventional polishing method for holding the polishing slurry. Therefore, the flatness of the entire substrate to be processed is improved. Further, according to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, excessive polishing slurry supply for uniformly supplying polishing slurry onto a substrate to be processed is not required, which is advantageous in terms of process cost.
【図１】本発明の半導体製造装置を用いた半導体の製造
方法を表す概略図である。FIG. 1 is a schematic view illustrating a semiconductor manufacturing method using a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention.
【図２】本発明の半導体製造装置の製造工程を示す概略
図である。FIG. 2 is a schematic view illustrating a manufacturing process of the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention.
【図３】本発明の半導体製造装置の製造工程を示す概略
図である。FIG. 3 is a schematic view illustrating a manufacturing process of the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention.
【図４】本発明の半導体製造装置の製造工程を示す概略
図である。FIG. 4 is a schematic view illustrating a manufacturing process of the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention.
【図５】本発明の半導体製造装置の製造工程を示す概略
図である。FIG. 5 is a schematic view illustrating a manufacturing process of the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention.
【図６】本発明の半導体装置の製造方法による、研磨処
理が行われた半導体基板の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a semiconductor substrate that has been subjected to a polishing process according to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.
【図７】本発明の半導体製造装置を用いた半導体の製造
方法を表す概略図である。FIG. 7 is a schematic view illustrating a semiconductor manufacturing method using the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention.
【図８】本発明の半導体製造装置の製造工程を示す概略
図である。FIG. 8 is a schematic view showing a manufacturing process of the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention.
【図９】従来の半導体製造装置を用いた半導体の製造方
法を表す概略図である。FIG. 9 is a schematic view illustrating a semiconductor manufacturing method using a conventional semiconductor manufacturing apparatus.
１０、７０…フッ酸溶液、１１、７１、９１…研磨プレ
ート回転軸、１２、７２、９２…研磨パッド、１３、７
３、９３…研磨プレート、１４、７４、９４…被処理基
板（ウェハ）、１５ａ、７５ａ、９５ａ…キャリア、１
５ｂ、７５ｂ、９５ｂ…バッキングフィルム、１５ｃ、
７５ｃ、９５ｃ…キャリア回転軸、１５ｄ、７５ｄ、９
５ｄ…研磨圧力調整機構、１６、７６…フッ酸供給装
置、１７、７７、９９…ノズル、２０…シリカ粒子、２
１…シリカ粒子形成用チャンバー、２２…酸素供給装
置、２３…酸素、２４…モノシラン供給装置、２５…モ
ノシランガス、３０…ウレタン、３１…ヒーター、３２
…容器、３３…混ぜ合わせ棒、３４…研磨パッド材料、
４１…研磨パッド型、６１…（被処理基板表面の極表面
領域の）スクラッチ、６２…破砕層、８０…研磨パッド
表面（粗面領域）、８１…砂粒、９０…研磨スラリ、９
６…ドレッサ、９７…ダイヤ、９８…研磨スラリ供給装
置。10, 70: hydrofluoric acid solution, 11, 71, 91: polishing plate rotating shaft, 12, 72, 92: polishing pad, 13, 7
3, 93: polishing plate, 14, 74, 94: substrate to be processed (wafer), 15a, 75a, 95a: carrier, 1
5b, 75b, 95b ... backing film, 15c,
75c, 95c: carrier rotation axis, 15d, 75d, 9
5d: polishing pressure adjusting mechanism, 16, 76: hydrofluoric acid supply device, 17, 77, 99: nozzle, 20: silica particles, 2
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Silica particle formation chamber, 22 ... Oxygen supply apparatus, 23 ... Oxygen, 24 ... Monosilane supply apparatus, 25 ... Monosilane gas, 30 ... Urethane, 31 ... Heater, 32
... container, 33 ... mixing rod, 34 ... polishing pad material,
Reference numeral 41 denotes a polishing pad type, 61 denotes a scratch (in the extremely surface area of the surface of the substrate to be processed), 62 denotes a crushed layer, 80 denotes a polishing pad surface (rough surface area), 81 denotes sand grains, 90 denotes a polishing slurry, 9
6: dresser, 97: diamond, 98: polishing slurry supply device.
Claims (30)
機械的研磨を行う研磨パッドと、前記半導体基板表面に
対して化学的研磨を行う溶液を供給する装置とを少なく
とも有する半導体製造装置において、 前記研磨パッドは、前記半導体基板より硬度の高い粒子
が配合されている半導体製造装置。1. A semiconductor manufacturing apparatus having at least a polishing pad for mechanically polishing a surface of a semiconductor substrate having a surface step, and a device for supplying a solution for chemically polishing the surface of the semiconductor substrate, The semiconductor manufacturing apparatus, wherein the polishing pad contains particles having a higher hardness than the semiconductor substrate.
フッ酸溶液である請求項１記載の半導体製造装置。2. The solution supplied to the semiconductor substrate,
2. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the semiconductor manufacturing apparatus is a hydrofluoric acid solution.
子は、シリカ系粒子である請求項１記載の半導体製造装
置。3. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the high hardness particles mixed into the polishing pad are silica-based particles.
子は、セリア系粒子である請求項１記載の半導体製造装
置。4. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the high hardness particles blended in the polishing pad are ceria-based particles.
子は、アルミナ系粒子である請求項１記載の半導体製造
装置。5. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the high hardness particles mixed into the polishing pad are alumina-based particles.
子は、マンガン系粒子である請求項１記載の半導体製造
装置。6. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the high hardness particles mixed in the polishing pad are manganese-based particles.
子は、ダイヤ粒子である請求項１記載の半導体製造装
置。7. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the particles having a high hardness mixed in the polishing pad are diamond particles.
前記研磨パッドに配合される粒子よりも相対的に硬度が
低い請求項１記載の半導体製造装置。8. The polishing pad is made of a foamable material,
The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the hardness is relatively lower than the particles blended in the polishing pad.
子は、前記研磨パッドの中央部において最も高濃度に配
合され、外周部分では低濃度で配合されている請求項１
記載の半導体製造装置。9. The polishing pad according to claim 1, wherein the particles having a high hardness are compounded at the highest concentration in a central portion of the polishing pad and are mixed at a low concentration in a peripheral portion of the polishing pad.
The semiconductor manufacturing apparatus according to the above.
て機械的研磨を行う研磨パッドと、前記半導体基板表面
に対して化学的研磨を行う溶液を供給する装置とを少な
くとも有する半導体製造装置において、 前記研磨パッドは、前記半導体基板より硬度の高い材質
からなり、表面に粗面化処理が施されている半導体製造
装置。10. A semiconductor manufacturing apparatus having at least a polishing pad for mechanically polishing a surface of a semiconductor substrate having a surface step, and a device for supplying a solution for chemically polishing the surface of the semiconductor substrate, The semiconductor manufacturing apparatus, wherein the polishing pad is made of a material having a higher hardness than the semiconductor substrate, and a surface of the polishing pad is subjected to a roughening treatment.
は、フッ酸溶液である請求項１０記載の半導体製造装
置。11. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 10, wherein said solution supplied to said semiconductor substrate is a hydrofluoric acid solution.
記半導体基板より硬度の高い粒子が配合された研磨パッ
ドを押圧する工程と、 前記半導体基板表面と化学的に反応する溶液を供給し
て、前記半導体基板を可溶化する工程と、 前記研磨パッドによる機械的研磨により前記半導体基板
表面の平坦化を行う工程とを少なくとも有する半導体装
置の製造方法。12. A step of pressing a polishing pad in which particles having a higher hardness than the semiconductor substrate are compounded on the surface of the semiconductor substrate having a surface step, and supplying a solution that chemically reacts with the surface of the semiconductor substrate. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: at least a step of solubilizing the semiconductor substrate; and a step of planarizing the surface of the semiconductor substrate by mechanical polishing with the polishing pad.
は、フッ酸溶液である請求項１２記載の半導体装置の製
造方法。13. The method according to claim 12, wherein the solution supplied to the semiconductor substrate is a hydrofluoric acid solution.
溶液を供給して、前記半導体基板を可溶化する工程は、
前記研磨パッドによる機械的研磨工程の前に行う請求項
１２記載の半導体装置の製造方法。14. A step of supplying a solution that chemically reacts with the surface of the semiconductor substrate to solubilize the semiconductor substrate,
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein the method is performed before the mechanical polishing step using the polishing pad.
溶液を供給して、前記半導体基板を可溶化する工程は、
前記研磨パッドによる機械的研磨工程の後に行う請求項
１２記載の半導体装置の製造方法。15. The step of supplying a solution that chemically reacts with the surface of the semiconductor substrate to solubilize the semiconductor substrate,
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein the method is performed after the mechanical polishing step using the polishing pad.
溶液を供給して、前記半導体基板を可溶化する工程は、
前記研磨パッドによる機械的研磨工程の前および後に行
う請求項１２記載の半導体装置の製造方法。16. A step of supplying a solution that chemically reacts with the surface of the semiconductor substrate to solubilize the semiconductor substrate,
13. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein the method is performed before and after the mechanical polishing step using the polishing pad.
粒子は、シリカ系粒子である請求項１２記載の半導体装
置の製造方法。17. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein the particles having a high hardness mixed in the polishing pad are silica-based particles.
粒子は、セリア系粒子である請求項１２記載の半導体装
置の製造方法。18. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein the particles having a high hardness mixed in the polishing pad are ceria-based particles.
粒子は、アルミナ系粒子である請求項１２記載の半導体
装置の製造方法。19. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein the particles having a high hardness blended in the polishing pad are alumina-based particles.
粒子は、マンガン系粒子である請求項１２記載の半導体
装置の製造方法。20. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein the particles having a high hardness mixed in the polishing pad are manganese-based particles.
粒子は、ダイヤ粒子である請求項１２記載の半導体装置
の製造方法。21. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein the particles having a high hardness blended into said polishing pad are diamond particles.
り、前記研磨パッドに配合される粒子よりも相対的に硬
度が低い請求項１２記載の半導体装置の製造方法。22. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein said polishing pad is made of a foamable material, and has a relatively lower hardness than particles blended in said polishing pad.
粒子は、前記研磨パッドの中央部において最も高濃度に
配合され、外周部分では低濃度で配合されている請求項
１２記載の半導体装置の製造方法。23. The semiconductor device according to claim 12, wherein the particles having a high hardness blended in the polishing pad are blended at a highest concentration in a central portion of the polishing pad, and blended at a low concentration in a peripheral portion of the polishing pad. Production method.
の後、前記半導体基板表面と化学的に反応する溶液を供
給して、粒子を含有しない研磨パッドを用いた機械的研
磨により、前記半導体基板表面にさらに平坦化を行う請
求項１２記載の半導体装置の製造方法。24. After the mechanical polishing step using the polishing pad, a solution that chemically reacts with the surface of the semiconductor substrate is supplied, and the semiconductor polishing is performed by mechanical polishing using a polishing pad containing no particles. 13. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein the surface of the substrate is further planarized.
記半導体基板より硬度の高い材質からなり、表面に粗面
化処理が施された研磨パッドを押圧する工程と、 前記半導体基板表面と化学的に反応する溶液を供給し
て、前記半導体基板を可溶化する工程と、 前記研磨パッドによる機械的研磨により前記半導体基板
表面の平坦化を行う工程とを少なくとも有する半導体装
置の製造方法。25. A step of pressing a polishing pad made of a material having a higher hardness than the semiconductor substrate and having a roughened surface on the surface of the semiconductor substrate having a surface step, A method for manufacturing a semiconductor device, comprising at least a step of solubilizing the semiconductor substrate by supplying a solution that reacts with the above, and a step of planarizing the surface of the semiconductor substrate by mechanical polishing with the polishing pad.
は、フッ酸溶液である請求項２５記載の半導体装置の製
造方法。26. The method according to claim 25, wherein the solution supplied to the semiconductor substrate is a hydrofluoric acid solution.
溶液を供給して、前記半導体基板を可溶化する工程は、
前記研磨パッドによる機械的研磨工程の前に行う請求項
２５記載の半導体装置の製造方法。27. A step of supplying a solution that chemically reacts with the surface of the semiconductor substrate to solubilize the semiconductor substrate,
26. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 25, wherein the method is performed before the mechanical polishing step using the polishing pad.
溶液を供給して、前記半導体基板を可溶化する工程は、
前記研磨パッドによる機械的研磨工程の後に行う請求項
２５記載の半導体装置の製造方法。28. A step of supplying a solution that chemically reacts with the surface of the semiconductor substrate to solubilize the semiconductor substrate,
26. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 25, wherein the method is performed after the mechanical polishing step using the polishing pad.
溶液を供給して、前記半導体基板を可溶化する工程は、
前記研磨パッドによる機械的研磨工程の前および後に行
う請求項２５記載の半導体装置の製造方法。29. A step of supplying a solution that chemically reacts with the surface of the semiconductor substrate to solubilize the semiconductor substrate,
26. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 25, wherein the method is performed before and after the mechanical polishing step using the polishing pad.
の後、前記半導体基板表面と化学的に反応する溶液を供
給して、粒子を含有しない研磨パッドを用いた機械的研
磨により、前記半導体基板表面にさらに平坦化を行う請
求項２５記載の半導体装置の製造方法。30. After the mechanical polishing step using the polishing pad, a solution that chemically reacts with the surface of the semiconductor substrate is supplied, and the semiconductor polishing is performed by mechanical polishing using a polishing pad containing no particles. 26. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 25, wherein the surface of the substrate is further planarized.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP788398A JPH11204467A (en) | 1998-01-19 | 1998-01-19 | Semiconductor production apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP788398A JPH11204467A (en) | 1998-01-19 | 1998-01-19 | Semiconductor production apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11204467A true JPH11204467A (en) | 1999-07-30 |
Family
ID=11678013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP788398A Pending JPH11204467A (en) | 1998-01-19 | 1998-01-19 | Semiconductor production apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11204467A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007512966A (en) * | 2003-11-12 | 2007-05-24 | ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド | Materials and methods for low pressure chemical mechanical planarization |
| US7527662B2 (en) | 2002-06-28 | 2009-05-05 | Noritake Co., Limited | Abrasive body and method of manufacturing the same |
| JP2011148082A (en) * | 2009-12-25 | 2011-08-04 | Filwel:Kk | Abrasive cloth |
| KR101103415B1 (en) | 2008-10-29 | 2012-01-06 | 실트로닉 아게 | Method for polishing both sides of a semiconductor wafer |
-
1998
- 1998-01-19 JP JP788398A patent/JPH11204467A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7527662B2 (en) | 2002-06-28 | 2009-05-05 | Noritake Co., Limited | Abrasive body and method of manufacturing the same |
| JP2007512966A (en) * | 2003-11-12 | 2007-05-24 | ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド | Materials and methods for low pressure chemical mechanical planarization |
| KR101103415B1 (en) | 2008-10-29 | 2012-01-06 | 실트로닉 아게 | Method for polishing both sides of a semiconductor wafer |
| JP2011148082A (en) * | 2009-12-25 | 2011-08-04 | Filwel:Kk | Abrasive cloth |
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